Chapter 6 SECOND LAW OF THERMODYNAMICS Pakhrur Razi 1 1

Outcome 2 2

Introduction Q=100 kJ Q=100 kJ A = 600 C B = 400 C Termal A = 600 C B = 400 C Termal Q=100 kJ Q=100 kJ Kalor mengalir dari A ke B secara spontan. Mungkinkah Kalor mengalir dari B ke A secara spontan. Menurut HK 1 termodinamika yang merupakan representasi dari konservasi energy kedua proses ini harusnya bisa terjadi 3 3

Introduction Jika beban dijatuhkan pengaduk akan berputar fluida akan panaskalor. energi potensial beban akan berkurang dan energi internal dari fluida akan naik. Bagaimana dengan proses sebaliknya? Mungkinkah menaikkan beban secara alami dengan memberikan kalor kepada pengaduk?, walaupun ini tidak melanggar hukum pertama termodinamika? 4 4

Introduction Kesimpulan: Dari ilustrasi ini proses terjadi dalam satu arah saja, tidak untuk arah sebaliknya (reverse). Mengapa suatu peristiwa yang sebenarnya tidak bertentangan dengan suatu hukum 1 TDM tidak juga dapat terjadi? A = 600 C B = 400 C Termal  Hukum Kedua termodunamika 5 5

Introduction Kesimpulan: Hukum pertama TDM konsen terhadap kuantitas energi dan transpormasi energi dari satu bentuk ke bentuk yang lain. Hukum kedua TDM menentukan kualitas perubahan energi selama proses terjadi. 6 6

Pernyataan Kelvin Plank&Clausius Pernyataan Kelvin Plank, yaitu: Tidak mungkin membuat suatu mesin berkerja dalam satu siklus dimana kalor yang diserap dari suatu reservoir diubah seluruhnya menjadi usaha luar tanpa melepaskan sebahagian kalor tersebut ke reservoir kalor yang bersuhu rendah. 7 7

Pernyataan Kelvin Plank&Clausius Pernyataan Clausius yaitu: Tidak mungkin membuat suatu mesin yang berberja dalam suatu siklus, dimanan kalor yang diserap dari suatu reservoir yang bersuhu rendah dan dilepaskan kalor tersebut ke reservoir kalor bersuhu tinggi tanpa memerlukan usaha luar 8 8

Istilah dalam Termodinamika Reservoir kalor (Thermal Reservoir) adalah suatu benda/zat yang mempunyai kapasitas energi panas yang besar. Artinya reservoir dapat menyerap/ menyuplai sejumlah panas yang tidak terbatas tanpa mengalami perubahan temperatur. Sink: reservoir yang menyerap energi kalor, dan memiliki temperatur rendah dibandingkan dengan lingkungan. Source: adalah reservoir yang menyuplai energi kalor. 9 9

Mesin Kalor Mesin Kalor : alat yang mengubah energi kalor menjadi usaha 10 10

Prinsip kerja Mesin Kalor Prinsip kerja mesin adalah menyerap kalor dari sumber (Source) yang bertemperature tinggi, diubah menjadi usaha luar dan membuang sisanya ke lingkungan yang bertemperatur rendah(Sink) 11 11

Skematik mesin Uap Prinsip kerja mesin adalah uap Air didihkan di Boiler uap (panas+tekanan tinggi)memutar turbin uap daliri lg ke Kondenser  air (dengan melepas kalor ke Sink) air diponpa kembali ke Boiler. 12 12

Evisiensi Mesin Kalor Kelvin-Plank tidak mungkin 𝜂=1 atau Qin =Wout 𝐸𝑓𝑖𝑠𝑖𝑒𝑛𝑠𝑖 𝑀𝑒𝑠𝑖𝑛 𝑘𝑎𝑙𝑜𝑟= 𝑢𝑠𝑎ℎ𝑎 𝑙𝑢𝑎𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑑𝑖ℎ𝑎𝑠𝑖𝑙𝑘𝑎𝑛 𝐾𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑚𝑎𝑠𝑢𝑘 Kelvin-Plank tidak mungkin 𝜂=1 atau Qin =Wout 𝑊 𝑜𝑢𝑡 = 𝑄 𝑖𝑛 − 𝑄 𝑜𝑢𝑡 13 13

Simulasi effisiensi Mesin Kalor 14 14

Contoh Contoh 1. a. Usaha yang dihasilkan adalah 𝑊 𝑜𝑢𝑡 = 𝑄 𝐻 − 𝑄 𝐿 𝑊 𝑜𝑢𝑡 = 𝑄 𝐻 − 𝑄 𝐿 𝑊 𝑜𝑢𝑡 = 80𝑀𝑊−50𝑀𝑊=30𝑀𝑊 b. Effisiensi Mesin Kalor 𝜂= 𝑊 𝑜𝑢𝑡 𝑄 𝐻 = 30𝑀𝑊 80𝑀𝑊 =0.375=37.5% 15 15

FINISH 16 16